Enjin roket RD-180 Rusia: spesifikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

enjin roket RD-180 Rusia telah menjadi tulang pertelingkahan antara dua syarikat Amerika United Launch Alliance (ULA) dan pesaing Orbital Sciences. Yang pertama menghalang yang kedua daripada membeli enjin untuk peluru berpandu Antaresnya.

Clash of the Titans

Adalah penyertaan Sains Orbital dalam pembelian tender kerajaan yang harus dipersalahkan. ULA secara haram menghalang pesaing daripada membeli enjin RD-180 daripada dua syarikat. Ini ialah kontraktor RD Amross - SNPPO Energomash - dan perantara Amerika Pratt & Whitney Rocketdyne. Yang pertama menghasilkan enjin roket propelan cecair RD-180 yang diperlukan. Komponen lain membekalkan ke Amerika Syarikat.

Satu-satunya enjin pendorong cecair RD-180 sesuai secara optimum untuk pembelian tender yang diumumkan oleh kerajaan AS. Menurut pakar, ciri-ciri komponen ini sesuai untuk kenderaan pelancar berat dan keperluan NASA.

Apakah itu enjin roket RD-180

RD-180 ialah terbitan dua ruang daripada RD-170 empat ruang yang digunakan oleh Zenit. Enjin roket propelan cecairPembakar selepas kitaran tertutup RD-180 mengemas prestasi tinggi, kemudahan dan kebolehgunaan semula RD-170 ke dalam saiz yang sepadan dengan keperluan enjin Kenderaan Pelancar Boleh Dibelanjakan Atlas V Evolved.

RD-180 – Motor hidraulik untuk menggerakkan injap kawalan dan vektor tujah pesongan dalam gimbal, dengan pneumatik untuk menggerakkan injap dan sistem hembusan: rangka tujah untuk pengagihan beban adalah mencukupi sebagai sebahagian daripada enjin. Motor pada permulaan menggunakan plumbum LOX, dengan pembakaran selepas gas penjana dan LOX, kaya dengan pemacu turbin gas. Jadi tetapkan peningkatan prestasi sebanyak 10 peratus berbanding rangsangan operasi enjin AS dan menganggap operasi yang bersih dan boleh diguna semula. Hanya dalam pemasangan utama, pam turbo dan pam penggalak memerlukan pembangunan mengikut skala daripada RD-120 dan RD-170. Semua komponen lain diambil terus dari RD-170.

RD-180 telah dibangunkan dalam masa 42 bulan pada sebahagian kecil daripada kos reka bentuk enjin baharu AS yang biasa. Motor ini berjalan pada Atlas III perantaraan dan penggalak Atlas V standard.

RD-180 dilengkapi dengan dua pasang kebuk pembakaran dan muncung. Enjin itu dibangunkan dan dihasilkan oleh persatuan penyelidikan dan pengeluaran Rusia Energomash. Minyak tanah digunakan sebagai bahan api, oksigen cecair adalah agen pengoksida. Kos enjin roket RD-180 pada 2010 ialah $9 juta.

Penerangan tentang pembinaan

1. LOX/Bahan api roket minyak tanah.
2. Dua ruang tujahan (gimbal +8 darjah).
3. Satu blok kaya oksigen di hadapan penunu.
4. THA pemasangan tekanan tinggi.
5. Pam bahan api dua peringkat.
6. Pam oksigen peringkat tunggal.
7. turbin tunggal.
8. Pencucuhan yang menyala sendiri.
9. Sistem hidraulik autonomi (injap, TVC) dikuasakan oleh minyak tanah daripada pam bahan api.
10. Sistem pemantauan kesihatan dan ramalan kehidupan.
11. Persediaan penerbangan automatik (selepas pemasangan pada kenderaan, semua operasi diautomasikan melalui pelancaran).
12. Pengurangan antara muka daripada pad pelancaran dan kenderaan (sistem pneumatik dan hidraulik, autonomi, panel bersepadu elektrik, rangka tujah untuk memudahkan antara muka mekanikal).
13. Operasi mesra alam dengan pengoksida yang kaya memulakan pencucuhan pra-pembakar, serta mod permulaan dan penutupan pengoksida yang menghapuskan coking dan minyak tanah yang berpotensi tercemar tidak terbakar.
14. 50-100% pendikit berterusan tertakluk kepada potensi trajektori masa nyata dan pemeriksaan padanan motor di tapak sebelum melancarkan pembaikan.
15. 80% bahagian RD-170.
16. Ruang Albaric: 256, 6 bar.
17. Faktor kawasan: 36, 4.
18. Nisbah tujahan kepada berat: 77, 26.
19. Nisbah bahan api pengoksida: 2, 72.

Enjin RD-180. Ciri

• Graviti Tentu: 5480 kg (12080 lb).
• Ketinggian: 3.6 m (11.67 kaki).
• Diameter: 3.2 m (10.33 kaki).
• Impuls khusus: 337.8 s.
• Impuls khusus pada paras laut: 311.3 s
• Masa rakaman: 270 saat.
• Pelancaran pertama: 2000

Sejarah

Pada November 1996, persatuan pengeluaran Energomash menjalankan ujian pertama RD-180. Enjin itu diisytiharkan sebagai pemenang dalam tender untuk pemasangannya di kenderaan pelancar Atlas dari American Lockheed Martin Corporation. Ini adalah perlu untuk menarik balik kapal berawak yang menjanjikan. Sejak itu, enjin RD-180 telah menjadi permintaan yang paling tinggi.

Enjin boleh diguna semula. Pengurusan canggih menyediakan NPO Energomash dengan tawaran boleh dipercayai yang hampir legenda dengan Amerika Syarikat. Pada Disember 2012, kontrak telah diserahkan yang memberikan syarikat jaminan untuk pengeluaran enjin sehingga 2019. Semua pengeluaran tertumpu di Rusia.

Mencipta pengganti untuk RD-180 di AS

Acara Ukraine membawa kepada sekatan yang mengehadkan keupayaan untuk menggunakan enjin roket Rusia untuk Amerika Syarikat. RD-180 mesti diganti dengan analog buatan Amerika. Pada Disember 2014, satu pindaan telah diluluskan oleh Dewan. Ia mengharamkan penggunaan RD-180 Rusia. Enjin itu akan terus dibeli di bawah kontrak bekalan sedia ada sehingga 2019 antara Energomash dan ULA.

Walaupun kerjasama berterusan dan penghantaran RD-180 di bawah perjanjian sedia ada, Setiausaha Pertahanan AS mengarahkan penamatan kerjasama dengan Rusia dan peralihanuntuk bahagian Amerika. Amerika bertanggungjawab menghapuskan pergantungan Rusia dalam bidang ketenteraan-politik.

Untuk ini, Frank Kendall (Setiausaha Pertahanan untuk Pengambilalihan) menjawab bahawa Pentagon tidak mempunyai apa-apa untuk menggantikan enjin RD-180 Rusia. Sebagai alternatif kepada situasi semasa, Amerika mengumumkan tender untuk pengeluaran enjinnya sendiri dengan ciri-ciri serupa di wilayahnya.

Timbalan Perdana Menteri Rusia Dmitry Rogozin berkata beliau bersedia menghentikan bekalan enjin roket RD-180 dan K-33 ke Amerika.

Berapa kos enjin roket RD-180 untuk AS

Mari bincang tentang harga. SpaceNews melaporkan bahawa enjin RD-180 perlu diganti. Bagi Amerika Syarikat, keinginan sedemikian akan menelan belanja $1.5 bilion. Bukan jumlah yang kecil.

Berapa kos enjin RD-180? Keseluruhan projek pelaksanaan prototaip akan berlangsung sekurang-kurangnya enam tahun. Menurut pakar, Amerika Syarikat tidak berpeluang untuk meninggalkan sepenuhnya penggunaan enjin RD-180. Adalah mustahil untuk menyelesaikan masalah dalam masa yang singkat, kerana enjin akan siap hanya pada tahun 2022.

Walaupun jaminan Tentera Udara AS bahawa RD-180s ada dalam stok dalam kuantiti yang diperlukan, masih terdapat kekurangan. Oleh itu, banyak pelancaran perlu ditangguhkan. Perbelanjaan dalam bidang ini boleh meningkat kepada $5 bilion. Sementara AS bersaing dan menguatkuasakan sekatan, China sudah pun bersedia untuk pengeluaran RD-180.

Perspektif

Pentagon telah memperuntukkan sekurang-kurangnya $162 juta kepada Aerojet Rocketdyne dan United Launch Alliance untuk bekerja dibidang pembangunan enjin roket AR1 dan BE-4, calon untuk menggantikan enjin buatan Rusia yang kini menerbangkan kenderaan pelancar Atlas V.

Tentera Udara AS sedang melengkapkan pelaburan awal dalam motor roket baharu ketika tentera berusaha untuk menjauhkan diri daripada pergantungan pada enjin RD-180 Rusia yang digunakan pada Atlas V, yang melancarkan kebanyakan satelit kerajaan AS untuk komunikasi selamat, navigasi dan pengumpulan maklumat perisikan. Tentera Udara menjalin kerjasama awam-swasta dengan Aerojet Rocketdyne dan ULA, menyediakan dana korporat untuk membiayai bersama pembangunan enjin.

Presiden dan Ketua Pegawai Eksekutif ULA terus bertemu untuk mencapai matlamat menyediakan Amerika Syarikat dengan sistem pelancaran yang paling boleh dipercayai pada harga paling berpatutan, sambil membangunkan enjin baharu yang akan memperkenalkan peluang baharu sepenuhnya untuk penggunaan ruang.

Perjanjian dengan Aerojet Rocketdyne meliputi pembangunan dan ujian enjin roket AR1. Ini adalah unit kuasa yang membakar campuran minyak tanah dan oksigen cecair. Ini adalah komponen propelan yang sama seperti dalam enjin RD-180 untuk Atlas V.

Aerojet Rocketdyne menyasarkan untuk memiliki enjin yang layak terbang menjelang 2019, tetapi pelancaran pertama tidak dijangka sehingga 2020. Tentera Udara memberikan sekurang-kurangnya $115.3 juta untuk program pembangunan AR1 manakala bagaimana Aerojet Rocketdyne dan ULA melabur bersama $57.7 juta, kata Aerojet Rocketdyne dalam satu kenyataan.

Sebelum ujian, keputusan kerajaan untuk meneruskan sokongan untuk program enjin AR1 melebihi $804 juta - dengan $536 juta daripada Tentera Udara dan $236 juta daripada Aerojet Rocketdyne dan ULA.

"AR1 akan meletakkan AS kembali mendahului dalam menghasilkan enjin roket nuklear minyak tanah," kata Drake dalam kenyataan akhbar. "Kami menggabungkan kemajuan terkini dalam pembuatan tercanggih sambil memanfaatkan pengetahuan kami yang kaya tentang motor roket generasi akan datang, segala-galanya sedang dilakukan untuk memperkenalkan motor yang akan menamatkan pergantungan kami kepada pembekal asing untuk melancarkan negara kita. aset keselamatan negara."

Enjin AR1 akan menyertakan bahagian bercetak 3D dan berjalan pada oksigen yang diperkaya dengan pembakaran selepas gas penjana. Ini adalah kitaran enjin yang lebih cekap daripada yang tersedia pada masa ini dalam hidrokarbon cecair lain dalam enjin roket AS.

Enjin BE-4 adalah tumpuan Tentera Udara. Untuk pelaksanaannya, suntikan tunai diperuntukkan. Tentera Udara komited untuk membayar sekurang-kurangnya $46.6 juta kepada United Launch Alliance untuk roket Vulcan generasi akan datang. ULA juga bersetuju untuk menambah $40.8 juta di bawah syarat anugerah kerajaan.

Sahagian terbesar daripada pembiayaan awal $45,800,000 akan digunakan untuk membangunkan enjin BE-4, yang akan menjana 550,000 paun tujah dan menggunakan gabungan kriogenik gas asli cecair dan cecairoksigen.

Dua enjin BE-4 akan meningkatkan tahap pertama roket Vulcan. Pegawai berkata BE-4 dibiayai sepenuhnya oleh syarikat itu melalui United Launch Alliance. Pembiayaan Tentera Udara akan menyokong kemajuan syarikat dalam menyepadukan enjin BE-4 dengan kenderaan pelancar Vulcan.

Aerojet Rocketdyne mengiklankan AR1 sebagai pengganti paling mudah untuk RD-180 kerana campuran serbuk dan saiznya. Dua enjin AR1 diperlukan untuk memenuhi prestasi satu enjin dwi muncung RD-180 pada Atlas V.

Para eksekutif ULA berkata enjin BE-4 daripada Blue Origin, firma angkasa lepas usahawan yang diasaskan oleh Amazon.com, akan siap lebih cepat dan akhirnya akan lebih mudah untuk dipulihkan untuk digunakan semula.

Walaupun enjin RD-180 mempunyai kelebihan lebih daripada 60 pelancaran yang berjaya, sudah tiba masanya untuk pelaburan AS dalam pengeluaran domestik enjin serupa.

BE-4 akan melengkapkan pengesahannya pada 2017 dan ULA menyasarkan untuk penerbangan pertama roket Vulcan menjelang akhir tahun 2019.

Tentera Udara juga membiayai pembinaan di angkasa lepas untuk kediaman angkasawan dalam penerokaan angkasa lepas dan perkhidmatan satelit.

ULA terus berfungsi dengan Blue Origin dan Aerojet Rocketdyne. Ia mengiringi dua varian enjin Amerika generasi akan datang, itulah sebabnya syarikat itu bekerjasama dengan dua syarikat angkasa lepas terkemuka dunia.

ULA mengekalkan enjin AR1 Aerojet Rocketdyne sebagai sandaranpilihan. Pemilihan akhir dijangka pada penghujung tahun 2016.

Komitmen kewangan Tentera Udara kepada Aerojet Rocketdyne dan ULA dibuka selepas 29 Februari 2016 selepas perjanjian serupa dibuat dengan SpaceX dan ATK Orbital. Projek penggalak roket pepejal baharu yang dibuat oleh Orbital ATK untuk roket Vulcan ULA dan untuk pelancarnya sendiri, juga akan menerima pembiayaan ATK Orbital.

Bayang-bayang di angkasa dari "awan" bumi

Enjin RD-180 Rusia tidak mempunyai alternatif di Amerika Syarikat. Jim Meiser, naib presiden Aerojet Rocketdyne, percaya bahawa Amerika Syarikat tidak memberikan perhatian yang cukup kepada pembangunan prototaip minyak tanah oksigennya sendiri.

Dia berkata bahawa Amerika pasti berada di belakang Rusia dan China dalam mencipta sistem pendorong sedemikian. Beliau juga menyebut bahawa Amerika Syarikat telah membangunkan enjin minyak tanah oksigen, yang sedang beroperasi Merlin 1D. Ia dihasilkan oleh SpaceX. Cuma sekarang, dari segi cirinya, ia tidak ketinggalan daripada RD-180.

Sudah tentu, ini adalah karut sepenuhnya, kerana awan daratan tidak boleh membuang sebarang bayang ke angkasa. Tetapi dari segi politik - sayangnya, mereka dibuang.

AS: Pengusaha industri tenang, ahli politik bimbang

Seorang pegawai kanan tentera udara AS berkata beliau akan berhenti melancarkan satelit keselamatan negara di atas roket Atlas V United Launch Alliance jika Jabatan Perbendaharaan percaya import enjin Rusia tidak melanggar sekatan AS.

Terdahulu, Senator John McCain bertanya kepada Tentera Udarauntuk membuktikan bahawa penyusunan semula industri roket dan angkasa lepas di Rusia baru-baru ini tidak menjadikan pembelian enjin RD-180 sebagai pelanggaran sekatan AS yang dikenakan terhadap pegawai Rusia pada 2014.

Agensi kerajaan AS, yang diketuai oleh Jabatan Perbendaharaan, sedang melihat semula penghantaran RD-180. Dan kami bersedia untuk tidak mematuhi sekatan. Membumikan Atlas V akan mewujudkan halangan yang lebih besar bagi Pentagon daripada berperang.

McCain mengadakan perbicaraan di pelabuhan angkasa tentera di mana beliau menggesa Tentera Udara mendapatkan pendapat undang-undang baharu bahawa import RD-18O melanggar sekatan AS yang dikenakan ke atas pegawai Rusia berikutan pengilhakan semenanjung Crimea di Ukraine.

McCain memilih dua pegawai tinggi Rusia: Timbalan Perdana Menteri Rusia Dmitry Rogozin dan Sergei Chemezov, penasihat kepada Presiden Rusia Vladimir Putin. Sehingga baru-baru ini, mereka adalah pemerhati dalam sektor angkasa lepas. Walaupun mereka tidak mendapat manfaat dari segi kewangan daripada penjualan RD-180, mereka telah dibenarkan.

28 Disember, atas perintah Putin, sektor angkasa lepas Rusia sedang disusun semula. Penstrukturan semula ini membuat pelarasan kepada industri angkasa Rusia dan agensi angkasa Roscosmos di bawah perbadanan negara baharu, juga dipanggil Roskosmos.

McCain menyatakan bahawa organisasi ini kini diketuai oleh Rogozin; Chemezov juga ada kaitan dengan ini. Rogozin dan Chemezov adalah antara pegawai Rusia pertama yang menerima sekatan semasa krisis Ukraine. Tidak seorang pun mahupunyang lain tidak boleh masuk ke AS. Aset yang mereka miliki telah dibekukan.